摘 要：在煤矿企业开采作业过程中，很难避免会遇到三软煤层，其作为一种较为典型的困难煤矿巷道，会对开采安全带来较大的影响。三软煤层岩层较弱，构造过于复杂，裂隙发育过程中会影响煤矿的安全。因此为了防止煤炭开采过程中出现塌陷事故，需要积极采取有效的支护措施，确保煤矿的高效开采和生产作业安全。文中分从三软煤层巷道围岩特征入手，分析了三软煤层巷道支护原理，并进一步对三软煤层巷道支护技术进行了具体的阐述。
关键词：三软煤层；巷道；特征；支护原理；支护技术
三软煤层巷道过于复杂和困难，在当前煤矿企业不断扩大开采强度和规模的情况下，迫切需要解决三软煤层巷道劫掠问题，保证开采的安全、顺利进行。因此在实际遇到三软煤层时，需要基于巷道的实际情况来采取合理的巷道支护技术，以此来保证巷道的稳固性，预防开采过程中发生安全事故，全面提升煤矿企业开采效率和作业安全。
1三软煤层巷道围岩特征
1.1顶板
对于三软煤层顶板岩层，其构成中主要以黏土岩、泥岩及碳质泥岩为主。三软煤层顶板岩层稳定性差，抗压强度低，而且不适宜暴露在外。三软煤层顶板岩层其是借力裂隙生长，在具体挖掘作业时，会产生相应的压力拱线，易引发安全事故。
1.2煤柱体
煤柱体强度和硬度都较高，其对于往上覆的拱压力具有较好的承载能力，而且三软煤层巷道不会出现片帮现象，产生的变形量较小。但当煤柱体强度和硬度不足时，则会导致巷道两帮分离和相互移近，并导致煤柱体内部失衡，使其出现处于塑性区的情况。目前我国三软煤层巷道两帮煤柱的形式主要包括三种，即煤柱体一边实体煤，另一边为采空；煤柱体两则都为实体煤；煤柱体近距离煤层群上方是采空。
1.3底板
底板岩层具有较好的亲水性，在作业用水或是岩层水作用下，普遍存在膨胀变形的情况，当底板出现底鼓时，三软煤层巷道底板承受的变形压力较小，巷道支护难度增加。对于三软煤层巷道底板存在非新水性岩层时，底板弹性释放或是两帮煤柱体不断移近时，底板岩石会出现底鼓情况，无力承载底板的压力。
2软岩巷道支护原理
在煤岩层中掘进巷道，开挖过程中会破坏围岩的原始应力，当岩体强度较低时，巷道开挖后，岩体应力超出其屈服强度，则会进入塑性变形，必然加强支护，否则巷道会被破坏。在实际巷道开掘后，巷道会出现应力集中的情况，具体表现在巷道两帮岩梁支撑点处及岩梁断裂后与巷道的点接触处。基于岩体力学进行分析，硬岩巷道劫掠不允许围岩进入塑性，进入塑状态的硬岩将不具有承载能力。软岩巷道开挖后，需要以某种形式释放出巨大的塑性，同时，塑性状态的巷道围岩自身还具有一定的承载能力。这是理想状态下巷道围岩的应力状态。
巷道开挖后引起的围岩向临空区运动的合力并不是纯粹由工程支护力全部承担。因为软岩巷道支护时软岩进入塑性状态不可避免,而且其巨大的塑性能必须释放出来,所以软岩支护设计时必须提供足够的变形能释放时间和释放空间。二、三软煤层巷道的掘进比较容易,维护却极为困难,采用常规的支护形式和支护结构效果较差。由于各个矿区松软岩石层组成结构和性质差异很大,迄今为止还没有一种能适应各个矿区的施工方法和支护方法,其原则是:必须根据岩石层性质和地压特点选择合理的支护方法和结构,正确选择巷道位置和断面形状,同时要加强巷道底板的管理,结合工程的具体地质条件,采用相应的技术措施,就有可能让松软岩石层处于稳定状态。
合理选择巷道位置是保证巷道处于稳定状态最关健的决策因素之一。选择巷道位置要着重考虑以下两个方面:第一,应尽量将巷道布置在遇水膨胀量小、质地均匀、较坚硬的岩石,见风使舵。在同一条巷道内,即使围岩性质只有微小的差异,巷道压力的显现也有明显的差别。第二,避免支承压力的影响。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆煤层开采后,其底板岩石压力大,巷的压力会明显增加,其压力大小与煤层距离和落煤方式有关,用风镐落煤时,岩石大巷距煤层达20到30米时,基本不受动压影响。除要避免移动支承压力的影响外,还必须避开采煤工作面上下固定支承压力的影响范围,把巷道布置在应力降低区或原岩应力区内为最好。
3三软煤层巷道的支护方法
3.1联合支护法
联合支护法,顾名思义,就是将两种或两种以上的支护方法进行合理组合并加以综合应用。在进行采煤工作的时候,需要对采煤的工作面进行软岩巷道的支护以及进行相关的维护工作,在这个过程之中,可以选取可伸缩性支架法、“锚网索”联合锚杆支护法、卸压法等,通过对这些支护方法进行不同的组合,能够把不同支护方式的优势充分地发挥出来。通过采用联合支护法,能够最大限度地保证三软煤层巷道的可靠性以及安全性等,这样能够对三软煤层巷道的煤层开采起到一定的保护作用。
3.2锚杆支护法
在三软煤层巷道支护中锚杆支护法应用十分广泛，在针对三软煤层采用锚杆支护方法，宜将锚固体改为厚板形态，还需要配合钢带、金属网来进行全面劫掠。具体支护施工时，还可以利有锚喷支护进行辅助。在具体劫掠作业过程中，需要重视锚杆支护强度及锚杆的预紧力。通过采用科学锚杆、锚索支护技术，可以有效的保证锚杆、锚索的支护强度，这样才能有效的调节三软煤层巷道顶板、底板及两帮移近量。在实际三软煤层巷道掘进过程中，通过及时安装锚杆、锚索，并给予相应的预紧力，可以实现对顶板下沉量的有效控制。
3.3新奥法
这种方法以岩石力学围岩支护之间的共同作用为基础，通过调动围岩自身所具有的承载能力，最大限度的实现对围岩变形度的控制，防止围岩松动，以此来保证巷道的安全。新奥法的支护方式是二次支护，从以往的支护试验结果表明，对膨胀性软岩巷道以及高应力软岩巷道使用一次支护方式对其进行支护是不可行的。同样，双料石碹、600mm厚的钢筋混凝土支护等方式因为其不能够很好的适应软岩初期大变形的这一特点，也不能够用在这些软岩上。支护的作用只要是提供围岩自身的承载能力，以保证巷道在条件的允许下能够安全的控制好围岩的释压变形。在围岩变形稳定之后，必须对其进行二次支护，这能够使得巷道在较长的时间里仍能够保持着稳定与安全的状态。新奥法对于提高软岩支护效果有着极其重要的意义。
4结束语
当前煤矿企业在扩大自身规模及提升开采量过程中，需要对三软煤层巷道支护工作给予充分的重视，并掌握三软煤层巷道的特征，运用灵活的支护技术，做好巷道的支护和维护工作，这样在保证开采人员安全的同时，还能够进一步提升煤矿开采效率，促进煤矿企业整体经济效益和社会效益的提升。
参考文献
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论文作者:高晓岩
论文发表刊物:《科学与技术》2019年18期
论文发表时间:2020/4/28
标签：巷道论文; 煤层论文; 围岩论文; 底板论文; 柱体论文; 岩层论文; 塑性论文; 《科学与技术》2019年18期论文;